KR20070114412A - 구조적 안정성과 전해액의 젖음성이 우수한 전극조립체 및이를 포함하는 이차전지 - Google Patents

구조적 안정성과 전해액의 젖음성이 우수한 전극조립체 및이를 포함하는 이차전지 Download PDF

Info

Publication number
KR20070114412A
KR20070114412A KR1020060047894A KR20060047894A KR20070114412A KR 20070114412 A KR20070114412 A KR 20070114412A KR 1020060047894 A KR1020060047894 A KR 1020060047894A KR 20060047894 A KR20060047894 A KR 20060047894A KR 20070114412 A KR20070114412 A KR 20070114412A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode assembly
separation film
holes
hole
electrolyte
Prior art date
Application number
KR1020060047894A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100861705B1 (ko
Inventor
류지헌
최정희
양승진
신영준
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020060047894A priority Critical patent/KR100861705B1/ko
Priority to JP2007051843A priority patent/JP2007317638A/ja
Publication of KR20070114412A publication Critical patent/KR20070114412A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100861705B1 publication Critical patent/KR100861705B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0459—Cells or batteries with folded separator between plate-like electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0583—Construction or manufacture of accumulators with folded construction elements except wound ones, i.e. folded positive or negative electrodes or separators, e.g. with "Z"-shaped electrodes or separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/46—Separators, membranes or diaphragms characterised by their combination with electrodes
    • H01M50/461—Separators, membranes or diaphragms characterised by their combination with electrodes with adhesive layers between electrodes and separators
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

본 발명은 다수의 적층형 단위셀들을 긴 시트형의 분리필름으로 권취한 구조의 전극조립체로서, 상기 분리필름 중, 전극조립체의 측면을 감싸는 분리필름의 해당 부위에는 전해액의 출입을 용이하게 하는 다수의 관통구가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전극조립체를 제공하는 바, 이러한 전극조립체는 전해액에 대한 젖음성을 향상시킬 수 있으며, 궁극적으로 전지의 성능 및 수명특성을 향상시킬 수 있는 등의 효과가 있다.

Description

구조적 안정성과 전해액의 젖음성이 우수한 전극조립체 및 이를 포함하는 이차전지 {Electrode Assembly with Excellent Structural Stability and Wetting Properties to Electrolyte and Secondary Battery Having the Same}
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극조립체의 단면도이다;
도 2는 도 1의 전극조립체를 이루는 분리필름의 평면도이다;
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전극조립체에서 그것을 이루는 분리필름의 평면도이다.
본 발명은 구조적 안정성과 전해액에 대한 젖음성이 우수한 전극조립체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다수의 적층형 단위셀들을 긴 시트형의 분리필름으로 권취한 구조로 이루어져 있고, 상기 분리필름 중, 전극조립체의 측면을 감싸는 분리필름의 해당 부위에는 전해액의 출입을 용이하게 하는 다수의 관통구가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전극조립체, 및 그러한 전극조립체를 포함하는 것으로 이 루어진 이차전지에 관한 것이다.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요의 증가로, 이차전지의 수요 또한 급격히 증가하고 있으며, 그 중에서도 에너지 밀도와 작동전압이 높고 보존과 수명 특성이 우수한 리튬 이차전지는 각종 모바일 기기는 물론 다양한 전자제품의 에너지원으로 널리 사용되고 있다.
이차전지는 외부 및 내부의 구조적 특징에 따라 대략 원통형 전지, 각형 전지 및 파우치형 전지로 분류되며, 그 중에서도 높은 집적도로 적층될 수 있고, 길이 대비 작은 폭을 가진 각형 전지와 파우치형 전지가 특히 주목받고 있다.
이차전지를 구성하는 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체는 그것의 구조에 따라 크게 젤리-롤형(권취형)과 스택형(적층형)으로 구분된다. 젤리-롤형 전극조립체는, 집전체로 사용되는 금속 호일에 전극 활물질 등을 코팅하고 건조 및 프레싱한 후, 소망하는 폭과 길이의 밴드 형태로 재단하고 분리막을 사용하여 음극과 양극을 격막한 후 나선형으로 감아 제조된다. 젤리-롤형 전극조립체는 원통형 전지에는 적합하지만, 각형 또는 파우치형 전지에 적용함에 있어서는 전극 활물질의 박리 문제, 낮은 공간 활용성 등의 단점을 가지고 있다. 반면에, 스택형 전극조립체는 다수의 양극 및 음극 단위 셀들을 순차적으로 적층한 구조로서, 각형의 형태를 얻기가 용이한 장점이 있지만, 제조과정이 번잡하고 충격이 가해졌을 때 전극이 밀려서 단락이 유발되는 단점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 상기 젤리-롤형과 스택형의 혼합 형태인 진일보한 구조의 전극조립체로서, 일정한 단위 크기의 양극/분리막/음극 구조의 풀 셀(full cell) 또는 양극(음극)/분리막/음극(양극)/분리막/양극(음극) 구조의 바이 셀(bicell)을 긴 길이의 연속적인 분리필름을 사용하여 폴딩한 구조의 스택-폴딩형 전극조립체가 개발되었고, 이는 본 출원인의 한국 특허출원공개 제2001-82058호, 제2001-82059호, 제2001-82060호 등에 자세히 개시되어 있다.
일반적으로 스택-폴딩형 전극조립체는 그것의 외면이 분리필름으로 감싸여 있고, 일부 풀셀 또는 바이셀의 측면에서 분리필름이 다층으로 존재하므로, 전지의 제조과정에서 전해액의 함침시 젖음성이 떨어지는 단점을 가지고 있다. 전해액은 전지의 작동에 필수적인 구성요소이므로 전해액의 낮은 젖음성은 전지의 성능저하 및 수명단축 등을 초래한다.
한편, 본 출원인의 한국 특허출원공개 제2002-065293호에는 전극조립체의 젖음성을 향상시키기 위하여, 양극과 음극 및 그 사이에 개재되는 분리막에 관통구를 형성하는 기술이 개시되어 있다. 그러나, 상기 기술은 전극 자체에 구멍을 천공하므로 구멍의 크기만큼 용량이 감소하게 되고, 전극에 구멍을 천공하는 과정에서 버(burr)가 발생될 수 있어 단락이 유발될 가능성이 매우 높으며, 양극과 음극 및 분리막의 조립시 각각의 관통구를 일치시키거나 분리막의 구멍을 전극들의 구멍보다 크게 유지시켜야 하므로 전지의 제조공정이 매우 정밀하게 제어되어야 하는 문제점을 가지고 있다.
또한, 일본 특허출원공개 제2005-294150호에는 적층형 전극조립체의 적층 구조를 유지하기 위하여 그것의 외면을 다공성 필름으로 재차 감싸는 기술이 개시되어 있다. 그러나, 상기 기술은 설계 수명을 증가시키기 위하여 종래의 스택형 전 극조립체의 외면을 별도의 필름부재로 재차 감싸므로 전지의 제조공정이 복잡하고, 부피 증가가 불가피하며, 외부 충격의 인가시 필름부재에 접하지 않은 전극조립체 안쪽의 전극들이 여전히 밀리는 현상이 발생한다. 더욱이 전극조립체를 구성하는 분리막보다 큰 공극을 가진 필름부재를 사용한다 하더라도 필름부재로 감싸기 이전의 스택형 전극조립체에 비해 젖음성이 크게 저하되는 단점이 있다.
따라서, 외부 충격의 인가시 전극의 밀림 현상을 억제하여 전지의 안전성을 향상시키고, 전해액에 대한 전극조립체의 젖음성을 효율적으로 향상시킴으로써, 상기 문제점들을 해결할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 다수의 적층형 단위셀들을 긴 시트형의 분리필름으로 권취하여 전극조립체의 구조를 형성하고, 상기 전극조립체의 측면을 감싸는 분리필름의 해당 부위에 전해액의 출입을 용이하게 하는 다수의 관통구를 형성할 경우, 외부 충격에 대해서도 구조적으로 안정하여 전극의 밀림 현상을 방지할 수 있고, 전해액에 대한 전극조립체의 젖음성을 향상시킬 수 있어서, 궁극적으로 전지의 안전성, 성능 및 수명특성을 개선할 수 있는 잇점을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전극조립체는, 다수의 적층형 단위셀들을 긴 시트형의 분리필름으로 권취한 구조로 이루어져 있고, 상기 분리필름 중, 전극조립체의 측면을 감싸는 분리필름의 해당 부위에 전해액의 출입을 용이하게 하는 다수의 관통구가 형성되어 있는 것으로 구성되어 있다.
따라서, 본 발명에 따른 전극조립체는 소정 단위의 적층형 단위셀들이 분리필름에 의해 순차적으로 감싸인 상태로 적층되어 있어서 전극의 밀림 현상을 근본적으로 방지할 수 있고, 그러한 분리필름에 형성되어 있는 관통구를 통해 전해액의 함침시 젖음성을 향상시킬 수 있으므로, 궁극적으로 전지의 우수한 안전성, 성능 및 수명특성을 확보할 수 있다.
본 발명에 따른 전극조립체에서, 상기 적층형 단위셀은 양극과 음극 및 그 사이에 개재되는 분리막으로 이루어진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어 바이셀(bi-cell) 또는 풀셀(full cell)일 수 있다.
상기 풀셀이란, 양측에 각각 양극과 음극이 위치하는 셀로서, 양극/분리막/음극의 구조로 이루어진 단위셀을 의미한다. 예를 들어, 상기 풀셀은 가장 기본적인 구조의 양극/분리막/음극 셀과 양극/분리막/음극/분리막/양극/분리막/음극 셀 등을 들 수 있다. 이러한 풀셀을 사용하여 상기 전극조립체를 구성하기 위해서는, 분리필름이 개재된 상태에서 양극과 음극이 서로 대면하도록 다수의 풀셀들을 적층하여야 한다.
상기 바이셀이란, 양측에 각각 동일 전극이 위치하는 셀로서, 양측에 양극이 위치하는 구조로 이루어진 단위셀과 양측에 음극이 위치하는 구조로 이루어진 단위셀을 의미한다. 예를 들어, 상기 바이셀은 양극/분리막/음극/분리막/양극 셀 및 음극/분리막/양극/분리막/음극 셀 등을 들 수 있다. 이러한 바이셀을 이용하여 상기 전극조립체를 구성하기 위해서는, 분리필름이 개재된 상태에서 양극/분리막/음극/분리막/양극 구조의 바이셀과 음극/분리막/양극/분리막/음극 구조의 바이셀이 서로 대면하도록 다수의 바이셀들을 적층하여야 한다.
본 발명에서 전극조립체의 측면이란, 전극조립체의 상면과 하면을 제외한 외주면 중, 전극 탭들이 돌출되어 있는 전면과 그에 대향하는 후면 이외의 양측면을 의미한다. 이러한 측면은 단위셀들을 감싸는 형태로 분리필름을 권취(폴딩)할 경우, 분리필름에 의해 단위셀들이 가려지는 부위이기도 하다. 본 발명에 따르면, 이러한 측면 위치의 분리필름 상에 관통구가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다. 분리필름의 부위 중에서 관통구가 형성되어 있는 부위는 외측 측면 부위 뿐만 아니라 내측 측면 부위를 모두 포함하는 개념이다.
경우에 따라서는, 상기 전극조립체의 외면으로서의 상면 및/또는 하면을 감싸는 분리필름의 해당 부위에도 추가적으로 다수의 관통구가 형성될 수도 있다.
하나의 바람직한 예에서, 분리필름의 권취 외단부는 그것에 접하는 분리필름 상에 접착부재를 사용하여 부착되어 있거나 열융착에 의해 부착되어 있을 수 있다. 상기 접착부재는, 예를 들어, 접착제, 양면 테이프 등을 들 수 있다. 이와 같이, 분리필름의 권취 외단부가 궁극적으로 전극조립체의 외면에 부착됨으로써 더욱 안정적인 구조의 전극조립체가 제조될 수 있다.
본 발명에서, 상기 관통구는 다양한 직경으로 형성될 수 있는 바, 바람직하게는 5 ㎛ 내지 10 ㎜의 직경을 가질 수 있으며, 더욱 바람직하게는 20 ㎛ 내지 1 ㎜의 직경을 가질 수 있다. 상기 관통구의 직경이 너무 클 경우에는 인접된 관통구들 사이에서 분리필름이 파손될 가능성이 높고, 관통구의 직경이 너무 작을 경우에는 전해액의 통과가 용이하지 않아 소망하는 젖음성을 나타낼 수 없으므로, 바람직하지 않다.
상기 관통구는 다양한 방법으로 형성될 수 있는 바, 예를 들어, 관통구의 직경에 대응하는 크기를 가진 펀치로 분리필름을 절취하여 형성될 수도 있고, 소정 크기의 직경을 가진 침상체로 분리필름을 부분적으로 파단하여 형성될 수도 있다. 여기서, 침상체를 이용하여 관통구를 형성할 경우에는 펀치를 이용하는 경우 보다 관통구의 직경이 다소 작을 수 있으므로, 관통구의 수를 늘려 소망하는 젖음성을 구현할 수 있다.
상기 관통구는, 전극조립체의 제조를 위한 권취를 위해 분리필름 상에 단위셀들을 위치시킬 때, 상기 단위셀들 사이의 이격 폭에 대응하는 위치 상에 다수 형성될 수 있다. 이로 인해, 권취 과정에서 관통구가 전극조립체의 측면에 위치할 수 있으며, 상기 이격 폭은 적층되는 단위셀의 개수 및 적층되는 구조에 따라 달라질 수 있다. 또한, 상기 관통구는 분리필름에서 각 단위셀의 측면에 대응하는 부위에 형성되어 있으므로, 상기 단위셀의 측면에 대응하는 형태로 형성되어 있는 것이 바람직하며, 예를 들어, 상기 단위셀들 사이의 이격 폭의 간격으로, 분리필름의 길이방향에 수직한 일 열 또는 이 열의 형태로 형성될 수 있다.
상기 관통구는 분리필름으로 권취하여 전극조립체를 제조하기에 앞서 분리필름 상에 미리 형성할 수 있다. 그러나, 관통구의 형성 위치를 전극조립체의 측면에 정확하게 특정할 수 있도록, 분리필름에 의한 권취가 완료된 후에 관통구를 형성할 수도 있다.
본 발명은 또한 상기 전극조립체를 포함하는 것으로 이루어진 이차전지를 제공하는 바, 상기 이차전지는 전극조립체에 리튬 함유 전해액을 함침시켜 제조되는 리튬 이차전지에 바람직하게 적용될 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 1에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극조립체의 단면도가 모식적으로 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 전극조립체(100)는 다수의 바이셀들(110, 120, 130...)이, 다수의 관통구들(210, 220, 230...)이 형성되어 있는 하나의 긴 분리필름(200)에 의해 폴딩되어 있는 것으로 구성되어 있다.
전극조립체(100)는 분리필름(200)이 중앙의 제 1 바이셀(110)의 외면을 한 바퀴 감싸고, 제 1 바이셀(110)의 상부와 하부에 각각 제 2 바이셀(120)과 제 3 바이셀(130)을 위치시킨 상태에서 그것들의 외면을 한 바퀴 감싸는 구조로 바이셀들(110, 120, 130...)을 폴딩하여 제조될 수 있다. 따라서, 분리필름(200)의 제 1 관통구(110)는 제 1 바이셀(110)의 일측면에 위치할 수 있고, 제 2 관통구(120)는 제 1 바이셀(110)과 제 2 바이셀(120) 사이의 타측면에 위치할 수 있으며, 제 3 관통구(130)는 제 1 바이셀(110)과 제 2 바이셀(120) 사이의 일측면에 위치할 수 있다. 이러한 구조로서 분리필름(200)의 관통구들(210, 220, 230...)이 전극조립체(100)의 양측면에 위치할 수 있도록, 분리필름(200)의 관통구들(210, 220, 230...)은 바이셀들(110, 120, 130...)의 이격 폭으로 이격되어 형성되어 있다. 이러한 관통구들(210, 220, 230...)의 형성구조는 분리필름(200)의 평면도가 모식적으로 도시되어 있는 도 2에서 용이하게 확인할 수 있다.
도 2를 참조하면, 분리필름(200)은 그것의 길이방향으로 소정의 폭으로 이격되어 있는 관통구들(210, 220, 230...)을 포함하고 있다. 실질적으로 각각의 관통구들(210, 220, 230...)은 도 1에서와 같이 하나의 일체된 구멍으로 이루어진 것이 아니라, 도 2에서처럼 일 열로 배열된 다수의 구멍들(211, 221, 231...)로 이루어져 있을 수 있다. 따라서, 각각의 관통구들(210, 220, 230...)은 전극조립체(100)의 측면에서 그것들의 구멍들(211, 221, 231...)이 바이셀들(110, 120, 130...)의 길이방향을 향해 일 열로 배열되어 있는 형태로서 분리필름(200)에 형성되어 있다.
이때, 분리필름(200)에서 제 1 관통구(210)의 이격거리(l1)는 제 1 바이셀(110)의 너비(w1)와 두께(t1)의 절반을 더한 값과 같고, 제 1 관통구(210)와 제 2 관통구(220)의 이격거리(l2)는 제 1 바이셀(110)의 너비(w1)와 두께(t1)를 더한 값과 같다. 실질적으로, 제 1 바이셀(110)의 두께(t1)은 매우 작은 값이므로, 제 1 관통구(110) 및 제 1 관통구(110)와 제 2 관통구(220)의 이격 거리(l1, l2)는 제 1 바이셀(110)의 너비(w1)와 같다. 하지만, 적층되는 바이셀의 개수가 많아질수록 바이셀들의 두께도 증가하므로, 상기 바이셀들의 두께 값도 고려하여 이격거리를 계산하여야 한다.
도 3에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전극조립체에서 그것을 이루는 분리필름의 평면도가 모식적으로 도시되어 있다.
도 3을 참조하면, 분리필름(300)은 그것의 길이를 따라 소정의 거리로 이격되어 있는 관통구들(310, 320, 330)을 포함하고 있으며, 이러한 관통구들(310, 320, 330)은 이 열로 배열된 다수의 구멍들(311, 312; 321, 322; 331, 332)로 이루어져 있다.
이하, 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상술하지만, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 범주가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
양극 활물질로서 LiCoO2 95 중량%, Super-P(도전제) 2.5 중량% 및 PVdF(결합제) 2.5 중량%를 용제인 NMP(N-methyl-2-pyrrolidone)에 첨가하여 양극 혼합물 슬러리를 제조하고, 음극 활물질로서 인조흑연 95 중량%, Super-P(도전제) 2.5 중량% 및 PVdF(결합제) 2.5 중량%를 용제인 NMP에 첨가하여 음극 혼합물 슬러리를 제조한 후, 알루미늄 호일과 구리 호일 상에 각각 코팅, 건조 및 압착하여 양극 및 음극을 제조하였다.
분리막으로 셀가드TM을 사용하고, 상기 양극과 음극 및 상기 분리막을 순서대로 적층하여 바이 셀을 구성한 뒤, 상기 분리막과 동일한 소재이고 도 2에서와 같은 구조로 다수의 관통구가 형성되어 있는 분리필름으로 7 개의 바이 셀을 도 1에서와 같이 순차적으로 폴딩하여 전극조립체를 제조하였고, 상기 전극조립체를 전지케이스에 내장한 후 전해액을 주입하여 전지를 완성하였다.
[비교예 1]
분리필름을 사용하지 않고 분리막이 개재된 상태에서 양극과 음극을 순차적으로 적층하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 전지를 완성하였다.
[비교예 2]
관통구가 형성되어 있지 않은 분리필름을 사용하였다는 점을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 전지를 완성하였다.
[실험예 1]
상기 실시예 1과 비교예 1 및 2의 과정으로 각각 제조된 20 개의 전지들에 대해 낙하 충격시의 단락 발생 여부를 확인하였고, 또한 실시예 1과 비교예 2의 전지에서 전해액 함침 속도를 측정하였다. 단락 시험에서는 전지의 측면 모서리가 바닥에 충돌하도록 50 회 연속 낙하시키는 방법으로 수행하여 단락 여부를 확인하였고, 전해액 함침 속도의 측정은 전해액 주액 후 시간 별로 분해하여 내부까지 함침되었을 때의 시간을 측정하는 방법으로 수행하였다.
단락 시험 결과, 실시예 1과 비교예 2의 전지들은 모든 전지에서 단락이 유발되지 않았음에 반하여, 비교예 1의 전지들 중 4 개의 전지에서 단락이 발생하였다. 이는 낙하 충격시 전극조립체의 일부 전극들이 밀리면서 양극과 음극의 부분적인 접촉에 의해 단락이 유발되었기 때문이다.
또한, 전해액 함침 결과, 실시예 1의 전지는 비교예 2의 전지에 비해 전해액의 함침 속도가 3 배 이상 빠른 것으로 확인되었다. 이는 전극조립체의 측면에 형성된 다수의 관통구를 통해 전해액이 전극조립체의 내부로 용이하게 이동할 수 있었기 때문이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전극조립체는 외부 충격시의 구조적 안정성과 전해액에 대한 젖음성이 우수하여, 궁극적으로 전지의 안전성, 성능 및 수명특성을 개선할 수 있는 효과가 있다.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

Claims (11)

  1. 다수의 적층형 단위셀들을 긴 시트형의 분리필름으로 권취한 구조로 이루어져 있고, 상기 분리필름 중, 전극조립체의 측면을 감싸는 분리필름의 해당 부위에 전해액의 출입을 용이하게 하는 다수의 관통구가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전극조립체.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전극조립체의 외면으로서의 상면 및/또는 하면을 감싸는 분리필름의 부위에도 추가적으로 다수의 관통구가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전극조립체.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 적층형 단위셀은 바이셀 또는 풀셀인 것을 특징으로 하는 전극조립체.
  4. 제 1 항에 있어서, 분리필름의 권취 외단부는 그것에 접하는 분리필름 상에 접착부재를 사용하여 부착되어 있거나 열융착에 의해 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 전극조립체.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 관통구는 5 ㎛ 내지 10 ㎜의 직경을 가진 것을 특징으로 하는 전극조립체.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 관통구는 20 ㎛ 내지 1 ㎜의 직경을 가지는 것을 특징으로 하는 전극조립체.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 관통구는 그것의 직경에 대응하는 크기를 가진 펀치로 분리필름을 절취하여 형성하는 것을 특징으로 하는 전극조립체.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 관통구는 소정 크기의 직경을 가진 침상체로 분리필름을 부분적으로 파단하여 형성하는 것을 특징으로 하는 전극조립체.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 관통구는, 전극조립체의 제조를 위한 권취를 위해 분리필름 상에 단위셀들을 위치시킬 때, 상기 단위셀들 사이의 이격 폭에 대응하는 위치 상에 다수 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전극조립체.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 하나에 따른 전극조립체를 포함하고 있는 이차전지.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 이차전지는 전극조립체에 리튬 함유 전해액을 함침시켜 제조되는 것을 특징으로 하는 이차전지.
KR1020060047894A 2006-05-29 2006-05-29 구조적 안정성과 전해액의 젖음성이 우수한 전극조립체 및이를 포함하는 이차전지 KR100861705B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060047894A KR100861705B1 (ko) 2006-05-29 2006-05-29 구조적 안정성과 전해액의 젖음성이 우수한 전극조립체 및이를 포함하는 이차전지
JP2007051843A JP2007317638A (ja) 2006-05-29 2007-03-01 構造的安定性と電解液の濡れ性に優れた電極組立体及びそれを含む二次電池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060047894A KR100861705B1 (ko) 2006-05-29 2006-05-29 구조적 안정성과 전해액의 젖음성이 우수한 전극조립체 및이를 포함하는 이차전지

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070114412A true KR20070114412A (ko) 2007-12-04
KR100861705B1 KR100861705B1 (ko) 2008-10-06

Family

ID=38851301

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060047894A KR100861705B1 (ko) 2006-05-29 2006-05-29 구조적 안정성과 전해액의 젖음성이 우수한 전극조립체 및이를 포함하는 이차전지

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2007317638A (ko)
KR (1) KR100861705B1 (ko)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101442856B1 (ko) * 2009-06-16 2014-09-22 주식회사 엘지화학 전해액 젖음성이 향상된 대면적 이차 전지
EP2752916A4 (en) * 2011-12-27 2015-06-17 Lg Chemical Ltd ELECTRODE ARRANGEMENT AND SECONDARY BATTERY THEREWITH
KR20150144183A (ko) * 2014-06-16 2015-12-24 주식회사 엘지화학 스택-폴딩형 전극조립체 및 그 제조방법
WO2016056764A1 (ko) * 2014-10-07 2016-04-14 주식회사 엘지화학 양 방향으로 권취되어 있는 전극조립체 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
KR20160051347A (ko) * 2014-11-03 2016-05-11 주식회사 엘지화학 스티치 커팅부를 포함하는 전극조립체 제조장치 및 이를 사용하여 제조된 전극조립체
CN110178257A (zh) * 2016-11-08 2019-08-27 株式会社Lg化学 电极组件和用于制造电极组件的方法
KR102107410B1 (ko) * 2018-10-25 2020-05-07 주식회사 이노메트리 각형 이차전지 셀의 분리막 제공 방법
WO2023229269A1 (ko) 2022-05-25 2023-11-30 주식회사 엘지에너지솔루션 전극 제조장치 및 이를 이용한 전극 제조방법

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4293247B2 (ja) * 2007-02-19 2009-07-08 ソニー株式会社 積層型非水電解質電池およびその製造方法
KR101014817B1 (ko) 2007-12-14 2011-02-14 주식회사 엘지화학 안전 부재를 포함하고 있는 스택/폴딩형 전극조립체 및그것의 제조방법
WO2012008742A2 (ko) * 2010-07-14 2012-01-19 주식회사 엘지화학 전극조립체의 폴딩 장치
KR101381706B1 (ko) * 2011-10-31 2014-04-14 에스케이이노베이션 주식회사 이차 전지용 파우치 셀의 젤리 롤
KR20130106755A (ko) * 2012-03-20 2013-09-30 주식회사 엘지화학 계단 구조의 전극 조립체 및 복합 전극 조립체
CN104247141B (zh) * 2012-05-07 2018-04-27 株式会社Lg 化学 电极组件和包括该电极组件的锂二次电池
KR101651712B1 (ko) * 2012-07-26 2016-08-26 에스케이이노베이션 주식회사 이차전지
US10446886B2 (en) * 2014-07-23 2019-10-15 Palo Alto Research Center Incorporated Embedded fiber optic cables for battery management
KR102217447B1 (ko) * 2017-07-06 2021-02-22 주식회사 엘지화학 이차전지
KR102255535B1 (ko) * 2017-08-23 2021-05-25 주식회사 엘지에너지솔루션 전극 조립체 제조방법 및 전극 조립체용 와인더

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03241660A (ja) * 1990-02-20 1991-10-28 Asahi Chem Ind Co Ltd 電池のセパレータ用微多孔膜
JPH05234598A (ja) * 1992-02-21 1993-09-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd 蓄電池の渦巻状極板群
KR100515572B1 (ko) * 2000-02-08 2005-09-20 주식회사 엘지화학 중첩 전기화학 셀 및 그의 제조 방법
JP4951168B2 (ja) * 2000-12-25 2012-06-13 トータル ワイヤレス ソリューショオンズ リミテッド シート状リチウム二次電池
JP4293756B2 (ja) 2002-03-27 2009-07-08 三洋電機株式会社 非水電解質二次電池
KR100601550B1 (ko) 2004-07-28 2006-07-19 삼성에스디아이 주식회사 리튬이온 이차 전지
KR100624936B1 (ko) * 2004-10-28 2006-09-15 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR100749650B1 (ko) * 2005-12-29 2007-08-14 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차전지

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101442856B1 (ko) * 2009-06-16 2014-09-22 주식회사 엘지화학 전해액 젖음성이 향상된 대면적 이차 전지
EP2752916A4 (en) * 2011-12-27 2015-06-17 Lg Chemical Ltd ELECTRODE ARRANGEMENT AND SECONDARY BATTERY THEREWITH
KR20150144183A (ko) * 2014-06-16 2015-12-24 주식회사 엘지화학 스택-폴딩형 전극조립체 및 그 제조방법
WO2016056764A1 (ko) * 2014-10-07 2016-04-14 주식회사 엘지화학 양 방향으로 권취되어 있는 전극조립체 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
US10411304B2 (en) 2014-10-07 2019-09-10 Lg Chem, Ltd. Electrode assembly wound in both directions and lithium secondary battery including the same
KR20160051347A (ko) * 2014-11-03 2016-05-11 주식회사 엘지화학 스티치 커팅부를 포함하는 전극조립체 제조장치 및 이를 사용하여 제조된 전극조립체
CN110178257A (zh) * 2016-11-08 2019-08-27 株式会社Lg化学 电极组件和用于制造电极组件的方法
CN110178257B (zh) * 2016-11-08 2022-05-31 株式会社Lg化学 电极组件和用于制造电极组件的方法
KR102107410B1 (ko) * 2018-10-25 2020-05-07 주식회사 이노메트리 각형 이차전지 셀의 분리막 제공 방법
WO2023229269A1 (ko) 2022-05-25 2023-11-30 주식회사 엘지에너지솔루션 전극 제조장치 및 이를 이용한 전극 제조방법
KR20230164355A (ko) 2022-05-25 2023-12-04 주식회사 엘지에너지솔루션 전극 제조장치 및 이를 이용한 전극 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007317638A (ja) 2007-12-06
KR100861705B1 (ko) 2008-10-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100861705B1 (ko) 구조적 안정성과 전해액의 젖음성이 우수한 전극조립체 및이를 포함하는 이차전지
JP6567491B2 (ja) 折り重ねた電極とセパレーターを有する電気化学電池、この電池を含むバッテリー、およびこれらを形成する方法
KR101103499B1 (ko) 전지용 전극조립체 및 그 제조방법
KR100309604B1 (ko) 리튬 2차 전지
JP5852061B2 (ja) 新規な積層構造の二次電池のための電解質アセンブリ
US9484593B2 (en) Stack-folding type electrode assembly
KR100925857B1 (ko) 향상된 안전성의 다중 중첩식 전기화학 셀
KR100509437B1 (ko) 적층형 리튬이차전지 및 그 제조방법
KR101684590B1 (ko) 전극 조립체
KR101309075B1 (ko) 전극 조립체, 그 제조방법 및 이를 이용한 이차 전지
JP2015504591A (ja) 電極組立体の製造方法、及びこれを用いて製造された電極組立体
KR20170038672A (ko) 전극 접속들을 수용하는 노치들을 가지는 감긴 배터리 셀들
KR101663351B1 (ko) 전기화학소자용 셀 및 이의 제조 방법
KR100735486B1 (ko) 2종 분리막을 사용한 전기화학소자
KR101850583B1 (ko) 스택-폴딩형 전극 조립체
KR102028167B1 (ko) 이차 전지 및 그의 제조방법
KR100882489B1 (ko) 열수축에 의한 내부 단락을 방지한 스택/폴딩형 전극조립체및 이를 포함하는 전기화학 셀
KR100509435B1 (ko) 리튬이차전지 및 그 제조방법
KR20130008883A (ko) 우수한 제조 공정성의 전극조립체 및 이를 포함하는 이차전지
KR20160115557A (ko) 세퍼레이터 및 이를 이용한 이차 전지
KR102444997B1 (ko) 전극조립체와 상기 전극조립체를 내장하는 이차전지 및 그 제조방법
KR20100042428A (ko) 리튬 2차 전지의 제조방법 및 그 제조방법으로 제조된 리튬2차전지
KR200312088Y1 (ko) 리튬이차전지 및 그 제조방법
KR20040092105A (ko) 분리된 2겹의 격리막을 이용한 적층형 리튬이차전지 및 그제조방법
KR101675011B1 (ko) 스택-폴딩형 전극조립체 및 그 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130917

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140716

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150716

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160817

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170718

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180619

Year of fee payment: 11